Узагальнення числових методів квазіконформних відображень для задач геології

Автор(и)

  • Andrii Bomba Національний університет водного господарства та природокористування вул. Соборна, 11, м. Рівне, Україна, 33028, Україна https://orcid.org/0000-0001-5528-4192
  • Mykhailo Boichura Національний університет водного господарства та природокористування вул. Соборна, 11, м. Рівне, Україна, 33028, Україна https://orcid.org/0000-0002-9073-4037
  • Bohdan Sydorchuk Національний університет водного господарства та природокористування вул. Соборна, 11, м. Рівне, Україна, 33028, Україна https://orcid.org/0000-0001-6112-9535

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.215045

Ключові слова:

електрична томографія, квазіконформні відображення, ідентифікація, обернені задачі, числові методи

Анотація

Узагальнено метод ідентифікації параметрів коефіцієнта провідності об’єктів на випадок реконструкції зображення частини ґрунтового масиву за даними томографії прикладених квазіпотенціалів. При цьому, не зменшуючи загальності, реконструкція зображення здійснюється у фрагменті середовища прямокутної форми із наявними у ньому локальними сплесками однорідностей. Загальна ідея відповідного алгоритму полягає у почерговому ітераційному розв’язанні задач на квазіконформні відображення та ідентифікацію параметрів коефіцієнта провідності, при недостатній кількості даних про значення функцій течії на «недоступній» частині границі. Реконструкція зображення проводилась за даними, отриманими за допомогою повнодіапазонної градієнтної установки. Розроблений підхід, в порівнянні з існуючими, володіє низкою переваг, які дозволяють підвищити точність ідентифікації коефіцієнта провідності. А саме: забезпечує збільшення, у якісному сенсі, кількості вхідних даних, дозволяє уникати застосування дельта функцій Дірака при моделюванні ділянок прикладання потенціалів та досить гнучко враховувати математичні аспекти здійснення квазіконформного відображення скінченного фрагмента пів-площини на параметричний многокутник (область комплексного квазіпотенціалу). Розв’язання відповідної задачі, зокрема, відбувається не в єдиному (фіксованому) досліджуваному фрагменті ґрунтового масиву прямокутної форми, а в низці менших підобластях такої ж форми, у запропонованій оптимальній послідовності. Це дозволяє суттєво економити машинний час. Перспективність подальшого практичного впровадження запропонованого методу слідує із його здатності давати наближений результат при порівняно невисоких затратах (фінансових, часових)

Біографії авторів

Andrii Bomba, Національний університет водного господарства та природокористування вул. Соборна, 11, м. Рівне, Україна, 33028

Доктор технічних наук, професор

Кафедра комп’ютерних наук та прикладної математики

Mykhailo Boichura, Національний університет водного господарства та природокористування вул. Соборна, 11, м. Рівне, Україна, 33028

Кандидат технічних наук

Науково-дослідна частина

Bohdan Sydorchuk, Національний університет водного господарства та природокористування вул. Соборна, 11, м. Рівне, Україна, 33028

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автоматизації, електротехнічних та комп’ютерно-інтегрованих технологій

Посилання

  1. Holder, D. (Ed.) (2004). Electrical Impedance Tomography. Methods, History and Applications. CRC Press, 456. doi: https://doi.org/10.1201/9781420034462
  2. Loke, M. H. (2020). Tutorial: 2-D and 3-D electrical imaging surveys. Available at: https://www.geotomosoft.com/coursenotes.zip
  3. Pekker, Ya. S., Brazovskiy, K. S., Usov, V. Yu., Plotnikov, M. P., Umanskiy, O. S. (2004). Elektroimpedansnaya tomografiya. Tomsk: NTL, 192.
  4. Kanli, A. I. (Ed.) (2019). Applied Geophysics with Case Studies on Environmental, Exploration and Engineering Geophysics. London: IntechOpen. doi: https://doi.org/10.5772/intechopen.78490
  5. Dahlin, T., Zhou, B. (2005). Multiple-gradient array measurements for multichannel 2D resistivity imaging. Near Surface Geophysics, 4 (2), 113–123. doi: https://doi.org/10.3997/1873-0604.2005037
  6. Herwanger, J. V., Pain, C. C., Binley, A., de Oliveira, C. R. E., Worthington, M. H. (2004). Anisotropic resistivity tomography. Geophysical Journal International, 158 (2), 409–425. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-246x.2004.02314.x
  7. Pessel, M., Gibert, D. (2003). Multiscale electrical impedance tomography. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 108 (B1). doi: https://doi.org/10.1029/2001jb000233
  8. Bomba, A. Ya., Kashtan, S. S., Pryhornytskyi, D. O., Yaroshchak, S. V. (2013). Metody kompleksnoho analizu. Rivne: Natsionalnyi universytet vodnoho hospodarstva ta pryrodokorystuvannia, 430.
  9. Bomba, A. Y., Kuzlo, M. T., Michuta, O. R., Boichura, M. V. (2019). On a method of image reconstruction of anisotropic media using applied quasipotential tomographic data. Mathematical Modeling and Computing, 6 (2), 211–219. doi: https://doi.org/10.23939/mmc2019.02.211
  10. Bomba, A., Boichura, M. (2017). On a numerical quasiconformal mapping method for the medium parameters identification using applied quasipotential tomography. Mathematical Modeling and Computing, 4 (1), 10–20. doi: https://doi.org/10.23939/mmc2017.01.010
  11. Aguiar e Oliveira Junior, H., Ingber, L., Petraglia, A., Rembold Petraglia, M., Augusta Soares Machado, M. (2012). Stochastic Global Optimization and Its Applications with Fuzzy Adaptive Simulated Annealing. Heidelberg: Springer-Verlag. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-27479-4
  12. Rymarczyk, T., Adamkiewicz, P. (2017). Monitoring damage and dampness in flood embankment by electrical impedance tomography. Informatics Control Measurement in Economy and Environment Protection, 7 (1), 59–62. doi: https://doi.org/10.5604/01.3001.0010.4584
  13. Ulyanchuk-Martyniuk, O., Michuta, O., Ivanchuk, N. (2020). Biocolmation and the finite element modeling of its influence on changes in the head drop in a geobarrier. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (10 (106)), 18–26. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.210044

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-31

Як цитувати

Bomba, A., Boichura, M., & Sydorchuk, B. (2020). Узагальнення числових методів квазіконформних відображень для задач геології. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(4 (107), 45–54. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.215045

Номер

Розділ

Математика та кібернетика - прикладні аспекти